فیزیک دانان راهی را برای دیدن ابعاد اضافی یافته اند.

چهارشنبه ٢۱ تیر ۱۳٩۱
٢:٤٧ ‎ب.ظ
پرویز برومندنژاد

یک هندسه ی شش بعدی ممکن شبیه آنچه فیزیکدانان دانشگاه ویسکانسین مطالعه کرده و به کمک رایانه تولید شده است . 



با دقت نگریستن به گذشته و زمان پس از مهبانگ ، فیزیکدانان دانشگاه ویسکانسین – مدیسون (Wisconsin-Madison) رهیافتی را اختراع کرده اند که می تواند به نمایان ساختن شکل های پنهان ابعاد دیگر عالم کمک کند .



یک بررسی جدید نشان می دهد که ابعاد اضافی را می توان با رمز گشایی از تأ ثیر آن ها بر انرژی آزاد شده از تولد شدید عالم در 13 بیلیون سال پیش یافت . این روش که در شماره ی 2 فوریه ی فیزیکال ریو یو لترز چاپ شده است ، نشان می دهد فیزیکدانان می توانند داده های تجربی را برای پی بردن به سرشت این ابعاد گریزپا به کار برند – که وجود آن عنصری سر نوشت ساز ولی هنوز اثبات نشده برای نظریه ی ریسمان – مدعی اصلی برای یک « نظریه ی همه چیز» وحدت یافته است .



دانشمندان نظریه ی ریسمان را مطرح ساخته اند که طبق آن هر چیز موجود در عالم از رشته های ریز و ارتعاش کننده ی انرژی ساخته شده است ، تا اصول فیزیکی مربوط به همه ی اجسام از کهکشان های عظیم تا ذره های زیر اتمی را در بر بگیرد . گرچه این نظریه پیشگام توضیح چارچوب کیهان است ، ولی تا کنون ، آزموده نشده است .



ریاضیات نظریه ی ریسمان نشان می دهد جهانی که می شناسیم کامل نیست . علاوه بر چهار بعد شناخته شده – سه بعد فضا و زمان – نظریه ی ریسمان وجود شش بعد فضایی اضافی " پنهان " را پیش بینی می کند که در هر نقطه از عالم ما به شکل های هندسی بسیار ریزی جمع شده اند .



گاری شیو ( Gary Shiu) رهبر این بررسی می گوید ، " اگر نمی توانید دنیای 10 بعدی را مجسم کنید ، نگران نشوید ، ذهن های ما به سه بعد فضایی عادت کرده و فاقد چار چوب مرجع برای شش بعد دیگر است . گرچه دانشمندان از رایانه ها برای مجسم کردن این شش بعد اضافی استفاده می کنند ( نگاه کنید به شکل ) ، اما هیچ کس واقعاً نمی داند آن ها چه شکلی را می توانند به خود بگیرند .



طبق ریاضیات نظریه ی ریسمان ، ابعاد اضافی می توانند هر یک از ده ها هزار شکل ممکنی را برای به خود بگیرند که هر یک از آن ها به لحاظ نظری متناظر با عالم مربوط به خود و مجموعه قانون های فیزیکی خاص خود است . 

هنری تای (Henry Tye ) فیزیکدان دانشگاه کرنل دخیل در این پژوهش می گوید ، "عالم ما یکی از این شکل ها را برگزیده است ، و می خواهیم بدانیم این شکل چگونه است " 

شیو (Shiu) می گوید که شکل های بس بعدی کوچک تر از آنند که بتوان آن ها را به روش های متداول مشاهده دید یا اندازه گرفت . این موضوع آزمون این جنبه ی مهم نظریه ی ریسمان را بسیار دشوار می سازد . او می گوید ،" می توانید هر فرضی را بکنید ، ولی باید بتوانید آن را با آزمایش نشان دهید . حال مسأله این است که چگونه باید این کار را انجام داد ؟ " 



او و دانشجوی دوره تحصیلات تکمیلی اش برای الهام گرفتن به آسمان روی آورده اند . رهیافت آن ها مبتنی بر این ایده است که این شش بعد ریز شدید ترین تأثیر خود بر عالم را در هنگامی داشته اند که خود عالم نقطه ی بسیار ریزی از ماده ی بسیار متراکم و انرژی بود – یعنی درست بعد فاصله پس از مهبانگ .



شیو می گوید، " فکر ما این بود که در زمان به عقب بر گردیم و ببینیم در آن هنگام چه چیزی به وقوع پیوسته است ، البته ، نمی توان واقعاً به عقب بر گشت ." 



در نبود ماشین زمان لازم ، آن ها از بهترین چیز ممکن بعدی استفاده کردند : نقشه ای از انرژی که آن را ماهواره هایی چون کاوه ی نا همسانگردی ریز موج ویلکسیون ( Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) یا به اختصار WMAP ناسا ثبت کرده اند ، عملاً از 13 بیلیون سال پیش تا کنون تغییر نکرده است . به گفته ی شی ، " این نقشه عکسی از عالم نوزاد است " .

آزمایش WAMP جانشین طرح کاوشگر زمینه ی کیهانی ناسا (COBE) است ، که جایزه ی نوبل فیزیک سال 2006 را به دست آورد .



درست همان طورکه سایه ی یک جسم ایده ای از شکل آن به دست می دهد ، طرح انرژی کیهانی آسمان نیز می تواند نشانگر شش بعد دیگر موجود باشد .



آن ها برای به دست آوردن نشانه هایی از هندسه ی شش بعدی نقشه کیهانی ، به عقب بر گشتند . با شروع از دو نوع هندسه ی ساده ، موسوم به گلوگاه های تاب برداشته warped throats)) ، آن ها نقشه ی انرژی ای را محاسبه کردند که در عالم توصیف شده با هر شکل پیش بینی می شد . 



وقتی این دو نقشه را با هم مقایسه کردند ، تفاوت های کوچک اما مهمی را بین آن دو به دست آوردند .

نتیجه های آن ها نشان می دهد که طرح های خاص انرژی کیهانی سر نخ هایی را درباره ی این شش شکل اضافی در اختیار می کزارد که به گفته ی تای – اولین نوع از داده های قابل مشاهده ی نوید بخش است .

به گفته شیو ، گرچه داده های فعلی برای مقایسه با یافته های مربوط به عالم ما به اندازه ی کافی دقیق نیستند ، اما آزمایش های بعدی ، مانند آنچه ماهواره ی پلانک آژانس فضایی اروپایی انجام خواهد داد ، باید دارای حساسیت کافی برای آشکار سازی تغییر های ظریف بین هندسه های مختلف باشند .



او می گوید ، " نتیجه های حاصل از شکل های ساده و خوبی شناخته شده ثابت می کنند که هندسه ابعاد پنهان را می توان از طرح انرژی کیهانی رمز گشایی کرد . این فرصت نادری برای آزمودن نظریه ی ریسمان است ." 

پیشرفت های فناورانه برای ثبت جزئیات نقشه های کیهانی باید به دقیق تر کردن امکان هایی کمک کند که دانشمندان را قادر می سازد رمز نقشه ی انرژی کیهانی را بگشایند – و به شناسایی هندسه ای نزدیک تر شوند که به عالم ما برازش می یابد .



تای می گوید ، " پیامد های این امکان بسیار عمیق است ، اگر بتوان این شکل را اندازه گرفت ، معلوم خواهد شد که نظریه ی ریسمان صحیح است ." 


موضوعات مرتبط:
برچسب‌ها: مقالات
تمامی حقوق این وب سایت متعلق به 💻بینهایت💻 است. || پرویز برومند نژاد